锅炉化学监督及热力设备的腐蚀与预防

1、锅炉化学监督及热力设备的腐锅炉化学监督及热力设备的腐蚀与预防蚀与预防前前 言言 1 火电机组中水汽作为动力的工质类似人体中血液，火电厂中化学师就像保证机组健康、安全、经济运转的医生。 “放松化学监督，厂无宁日”。 化学问题是慢性病。当许多问题一起出现时，化学问题往往被主设备出现的问题所掩盖。 化学原因引起的腐蚀破坏往往遍布于整个设备 化学有时候象温柔的杀手，就象癌前期，当积聚到某一水平时会突然爆发 前前 言言 2 锅炉监察工作的目的是及时发现火电厂锅炉、压力容器、压力管道的安全隐患，防止承压部件发生爆破事故。锅炉化学监督的主要任务就是防止水、汽系统中金属材料的腐蚀、结垢和积盐，从而保证锅炉安全

2、、经济运行。也就是要保证进入锅炉的水、汽品质能够满足其安全的需要，避免因介质因素对这些设备造成危害。目目 录录第一章 火电厂水处理概论第二章 热力设备在运行期间的腐蚀与防止第三章 热力设备在停备期间的腐蚀与防止第四章 热力设备的结垢与防止第五章 锅炉化学监督第一章第一章 火电厂水处理概论火电厂水处理概论第一节第一节 火电厂水处理的作用火电厂水处理的作用第二节第二节 火电厂中水的分类火电厂中水的分类第三节第三节 火电厂中的水处理火电厂中的水处理第一节第一节 火电厂水处理的作用火电厂水处理的作用水在火电厂中起着能量传递、水变成高温后蒸汽后推动汽轮机旋转和冷却等作用。 第二节第二节 火电厂中水的分类

3、火电厂中水的分类（一）（一）生水又称原水，是指未经处理的天然水，如江河水、湖水、地下水等。 补给水是指生水经过各种方法处理后，用来补充火电厂中水、汽循环系统损失的水。凝结水在汽轮机做完功后的蒸汽经凝汽器冷却成的水，称凝结水。 第二节第二节 火电厂中水的分类（二）火电厂中水的分类（二）给水 送往锅炉的水称之为给水。凝汽式发电厂的给水主要由凝结水、补给水和各种疏水组成。热电厂还包括返回凝结水。锅炉水在锅炉本体的蒸发系统内流动着的水，称之为锅炉水，简称炉水。疏水火电厂内部各种蒸汽管道和用汽设备中的蒸汽凝结成的水称之为疏水。 第二节第二节 火电厂中水的分类（三）火电厂中水的分类（三）返回凝结水热电厂向

4、用户供蒸汽后，回收蒸汽凝结水称为返回凝结水，简称返回水。冷却水作为冷却介质的水称之为冷却水。v在火电厂中，冷却水主要是指通过凝汽器用以冷却汽轮机排汽的水。 第三节第三节 火电厂中的水处理火电厂中的水处理一、一、 锅炉补给水处理锅炉补给水处理二、二、 凝结水处理凝结水处理三、三、 给水处理给水处理四、四、 炉水处理炉水处理五、五、 冷却水处理冷却水处理一、一、 锅炉补给水处理锅炉补给水处理为了维护火电厂热力系统的正常水、汽循环，机组在运行过程中必须要补充机组运行中的水、汽损失，补充的这部分水称之为锅炉的补给水。 补给水要经过沉淀、过滤、除盐等水处理过程，把水中的有害物质除去后才能补入水、汽循环系

5、统中。水、汽损失，包括以下几方面： 锅炉：汽包锅炉的连续排污，定期排污、汽包安全阀和过热器安全阀排汽、蒸汽吹灰、化学取样等。汽轮机：汽轮机轴封漏汽、抽汽器和除氧器的对空排汽和热电厂对外供汽等。各种水箱：如疏水箱、给水箱溢流和其相应扩容器的对空排汽。管道系统：各种管道的法兰连接不严和阀门泄漏等。二、二、 凝结水处理凝结水处理 对于直流锅炉和部分300MW 及以上的汽包锅炉的机组，由于锅炉对水质要求非常严格，通常要对凝结水进行精处理。 凝结水物理处理包括电磁过滤、强磁除铁过滤、纸浆过滤和树脂粉末过滤等。 凝结水化学处理包括阴、阳床离子交换和混床等。 在火电厂中应用最多的精处理设备是高速混床。 强磁

6、除铁器强磁除铁器 用于热网凝结水回用的处理 热网凝结水回收到凝汽器。节水。 投资回收期约100天 热网凝结水回收到除氧器。 节水、节能。 投资回收期约70天用于高温水的强磁除铁器除铁器系统布置图除铁器系统布置图汽包锅炉的排污率凝汽式300MW以上机组的补水量一般不超过锅炉额定蒸发量的1.0%。 锅炉的最低排污率不应小于0.3%。三、三、 给水处理给水处理给水水质即使很纯，也会对给水系统造成腐蚀。 选择适当的给水处理方式，就是将给水系统的金属腐蚀降到最低限度。 给水三种处理方式：还原性全挥发处理、氧化性全挥发处理和加氧处理。各电厂可根据机组的材料特性、炉型及给水纯度采用不同的给水处理方式。 四、

7、四、 炉水处理炉水处理v对于汽包锅炉，由于炉水的高度浓缩，即使给水很纯炉水也可能达到腐蚀、结垢的程度。v选择适当的炉水处理方式，就是将炉水的腐蚀、结垢降到最低限度。v目前有三种炉水处理方式，即磷酸盐处理、氢氧化钠处理和全挥发处理。v各电厂可根据炉型、凝结水处理的配置以及给水、炉水纯度采用不同的炉水处理方式。 五、五、 冷却水处理冷却水处理 对于所有的冷却水一般都应采取杀菌、灭藻措施。 对于采用冷水塔冷却的机组，由于水在冷水塔蒸发，所以需要大量的补水。一般占整个电厂用水量的70%左右。空冷机组可省去这部分水。 容易发生腐蚀、结垢问题。需要加阻垢剂和缓蚀剂。 第二章第二章 热力设备在运行期间热力设

8、备在运行期间的腐蚀与防止的腐蚀与防止第一节第一节 金属腐蚀简介金属腐蚀简介第二节第二节 运行期间给水系统的腐蚀及防止运行期间给水系统的腐蚀及防止第三节第三节 炉水系统金属的腐蚀与防止炉水系统金属的腐蚀与防止第四节第四节 蒸汽系统的防腐与防积盐蒸汽系统的防腐与防积盐第一节第一节 金属腐蚀简介金属腐蚀简介 金属材料与周围的介质发生了反应而遭到破坏的现象称之为金属腐蚀。破坏的结果不但损坏了其固有的外观形态，而且也破坏了金属的物理和化学性能。腐蚀其实是一个相对概念，金属无论接触到什么介质，都会发生腐蚀，只不过腐蚀速度不同而已。 一、按照腐蚀机理分类一、按照腐蚀机理分类化学腐蚀 金属与周围介质直接发生化

9、学反应引起的腐蚀。这种腐蚀多发生在干燥的气体或其它非电解质中。 电化学腐蚀 金属与周围介质发生了电化学反应，在反应过程中有局部腐蚀电流产生的腐蚀。 高温烟气腐蚀（化学腐蚀）照片潮气腐蚀（电化学）二氧化碳+氧腐蚀照片积水腐蚀（电化学腐蚀）按照腐蚀的形态分类 均匀腐蚀是指金属表面几乎全面遭受腐蚀。局部腐蚀是指腐蚀主要集中在金属表面的某个区域，而其它区域几乎未遭到任何腐蚀的现象均匀腐蚀照片 疏水阀阀体底部均匀腐蚀局部腐蚀常见的类型小孔腐蚀溃疡状腐蚀选择性腐蚀穿晶腐蚀 晶间腐蚀 也称苛性脆化电偶腐蚀应力腐蚀1. 小孔腐蚀腐蚀集中在个别点上，腐蚀向纵深发展，最终造成金属构件腐蚀穿孔。小孔腐蚀照片（黄铜管

10、）小孔腐蚀照片（不锈钢）小孔腐蚀照片（碳钢）水冷壁小孔腐蚀 502. 溃疡状腐蚀在金属某些部位表面上损坏较深，腐蚀面较大的腐蚀。溃疡状腐蚀照片3.选择性腐蚀 在合金的金属表面上只有一种金属成分发生腐蚀。该腐蚀使金属的强度和韧性降低，如黄铜脱锌的腐蚀。选择性腐蚀照片（均匀脱锌）选择性腐蚀照片（栓状脱锌）4. 穿晶腐蚀 腐蚀贯穿了晶粒本体，使金属产生极其细微难以察觉的裂纹。例如氯离子引起的腐蚀。5. 晶间腐蚀也称苛性脆化。腐蚀沿着晶粒的边界进行，形成极为细小的交错的裂纹。这种裂纹人的眼睛无法发现，只能借助专门的仪器检查。晶间腐蚀照片6. 电偶腐蚀 也称异金属接触腐蚀。两种以上的金属接触，由于各自的

11、腐蚀电位不同，接触后形成电位差，使其中的一种金属发生快速腐蚀。 发生电偶腐蚀的必要条件：1、两种金属在同一介质中的电位不同；2、所处的介质是导电的。 电位差越大、介质的导电性越强，电偶腐蚀速率越快。 电偶腐蚀照片7.应力腐蚀 在腐蚀介质和拉应力的作用下引起的腐蚀。 腐蚀应力腐蚀的条件：1、敏感材料，如不锈钢；2、拉应力。制造、运行都可能产生。3、腐蚀介质，如氯离子、硫酸根等。在奥氏体过热器、再热器等金属材料易发生。二、二、 影响金属腐蚀的因素影响金属腐蚀的因素水中杂质的影响 水中的溶解性杂质会加速对金属的腐蚀。锅炉炉水的浓缩倍率一般在几十倍到几百倍。 2.水中溶解气体的影响 在高温、高压条件下

12、，水的溶解氧量、电导率和pH值是影响金属腐蚀的关键因素。 3.金属所处的温度、压力以及应力等影响 温度升高会加剧金属的腐蚀，压力过高会使金属薄弱部位发生爆破；金属在腐蚀介质的环境中，在拉用力的作用下容易产生应力腐蚀裂开，合金钢和不锈钢尤为敏感。第二节第二节 运行期间给水系统的运行期间给水系统的腐蚀及防止腐蚀及防止一、一、 运行期间给水系统的腐蚀运行期间给水系统的腐蚀二、二、 防止运行中给水系统金属腐蚀的方法防止运行中给水系统金属腐蚀的方法一、一、 运行期间给水系统的腐蚀（一）运行期间给水系统的腐蚀（一） 1 溶解氧腐蚀溶解氧腐蚀（1） 原理：溶解氧腐蚀是一种电化学腐蚀，溶解氧在阴极还原和铁原子

13、在阳极氧化而形成腐蚀原电池。（2） 特征：钢铁发生溶氧腐蚀时，在静止的状态下，其表面往往形成直径130mm的小鼓包，鼓包表层的颜色有黄褐色到砖红色，次层是黑色粉末状的腐蚀产物，去掉腐蚀产物后金属基体留有腐蚀坑。在流动的状态下形成均匀腐蚀。 （3） 腐蚀部位：在给水系统中，温度越低水中的溶解氧浓度越高，氧腐蚀越严重。（4） 颜色：随着温度升高，腐蚀产物颜色变深。 氧腐蚀照片（低压凝结水系统）除氧器省煤器水冷壁 二、运行期间给水系统的腐蚀（二）二、运行期间给水系统的腐蚀（二） 2 二氧化碳腐蚀二氧化碳腐蚀二氧化碳溶解于水后会降低水的pH值，引起酸性腐蚀。低pH值会破坏金属表面的氧化膜，促进和加速金

14、属的腐蚀速度。二氧化碳腐蚀主要发生在低压给水系统。系统中二氧化碳的主要来源是补给水带入。将补给水喷淋到凝汽器中可以利用真空负压抽气系统除去补给水中的二氧化碳和溶解氧。二、防止运行中给水系统金属腐二、防止运行中给水系统金属腐蚀的方法蚀的方法 1. 还原性全挥发处理还原性全挥发处理 2. 氧化性全挥发处理氧化性全挥发处理 3. 加氧处理加氧处理 还原性全挥发处理还原性全挥发处理锅炉给水加氨水和还原剂（又称除氧剂，如联氨）的处理称之为还原性全挥发处理，英文为all volatile treatment (reduction)，简称AVT(R)。AVT(R)特别适用于低压加热器含铜合金的机组。 2氧化

15、性全挥发处理氧化性全挥发处理 锅炉给水只加氨水的处理，称之为氧化性全挥发处理，英文为all volatile treatment (oxidation)，简称AVT(O)。 对于无铜系统的机组，采用AVT(O)后通常给水的含铁量会有所降低，省煤器和水冷壁管的结垢速率相应降低。 AVT(O)适用于低加不含铜合金的机组。 3. 加氧处理加氧处理 锅炉给水加氧的处理，称之为加氧处理，英文为oxygenated treatment，简称OT。OT适用于低加不含铜合金，并能长期保持较好的给水水质的机组。 加氧处理优、缺点加氧处理优、缺点采用OT可使给水系统FAC现象减轻或消除，给水的含铁量降低，省煤器和

16、水冷壁管的结垢速率降低，降低锅炉压差，锅炉化学清洗周期延长；凝结水精处理混床的运行周期延长。OT对水质要求严格，对于没有凝结水精处理设备或凝结水精处理运行不正常的机组，给水的氢电导率难以达到小于0.15S/cm的要求，不宜采用OT。 流动加速腐蚀照片高加盘香管第三节第三节 炉水系统金属的腐蚀炉水系统金属的腐蚀与防止与防止一、一、 锅炉水冷壁管常见的腐蚀锅炉水冷壁管常见的腐蚀二、二、 防止运行中炉水系统腐蚀的方法防止运行中炉水系统腐蚀的方法1 垢下的腐蚀垢下的腐蚀定义：当锅炉水冷壁管内表面附着有水垢或水渣时，在其下面会发生严重的腐蚀，这种腐蚀通常称为垢下腐蚀。危害：阻碍管壁与炉水正常的热交换；引

17、起垢下的化学成分与炉水主体成分有显著的差异引起酸性或碱性腐蚀。部位：垢下腐蚀一般发生在热负荷高的部位，如燃烧器附近、水冷壁向火侧等。 垢下腐蚀照片1酸洗垢下腐蚀照片2酸性磷酸盐腐蚀酸性磷酸盐腐蚀定义：加入Na2HPO4，使得Na与PO4的摩尔比在2.6以下造成磷酸盐隐藏并发生腐蚀 。特征：酸性磷酸盐腐蚀和碱性沟槽腐蚀很相似，一般都发生在向火侧。 酸性磷酸盐腐蚀照片酸性磷酸盐腐蚀照片3. 酸腐蚀 v有下列因素之一就可能发生酸性腐蚀当冷却水为海水、苦咸水（CI含量在500mg/L以上的地下水）直接泄漏到水、汽循环系统。精处理混床运行不当有CI漏出。或树脂进入水、汽循环系统。酸腐蚀的危害 酸腐蚀不严

18、重时表现为均匀腐蚀。 酸腐蚀严重时表现为氢损伤。 酸腐蚀特别严重时表现为氢脆。碱腐蚀 当冷却水为碳酸盐含量较高的河水或湖水时，如果凝汽器发生泄漏，冷却水直接进入锅炉，将在炉水中高温分解产生游离的氢氧化钠，会使沉积物下的炉水的pH值上升到13以上，会破坏金属保护膜，发生碱性腐蚀。 水冷壁碱性腐蚀碱性腐蚀照片碱腐蚀通常在下列情况发生 向炉水加入的氢氧化钠过量。 含有碳酸盐硬度的循环冷却水漏到系统中。 补给水水质异常。防止运行中炉水系统防止运行中炉水系统腐蚀的方法腐蚀的方法 炉管发生腐蚀的基本条件是水冷壁上有沉积物和浓缩的炉水有侵蚀性。要防止锅炉的腐蚀，要从防止炉管形成沉积物和消除炉水侵蚀性两方面着

19、手。 防止方法防止方法对于新安装的锅炉进行化学清洗以除去水冷壁管上的铁锈或附着物。 黔东电力有限公司1号锅炉再热器爆管防止方法防止方法2.减少给水中的铁、铜含量，防止这些腐蚀产物在锅炉中形成铁、铜垢。3. 提高给水品质，尽可能降低给水中杂质的含量。要严格防止冷却水直接漏入水、汽循环系统；严格控制给水的氢电导率、氯离子含量和 pH 值。4. 选用合理的锅炉水处理方式，调节炉水成分，减轻或消除炉水的侵蚀性 第四节第四节 蒸汽系统的防腐与防蒸汽系统的防腐与防积盐积盐通过给水处理和炉水处理来间接控制蒸汽系统的腐蚀；通过控制锅炉的运行方式和炉水水质来间接控制蒸汽的品质。 蒸汽系统的腐蚀与防止蒸汽系统的腐

20、蚀与防止氧化皮的生成与剥离 加工过程形成的氧化膜加工过程形成的氧化膜 在制造过程中过热器管的氧化层是在高温条件下形成的，通常在570以上的高温条件下，由空气中的氧和金属直接反应形成氧化层。该氧化层分三层，由钢表面起向外依次为FeO、Fe3O4、Fe2O3，如图1所示。 图1 温度高于570时铁管表面加工形成的氧化物 氧化物的形成示意图氧化皮的生成与剥离运行中形成的氧化膜运行中形成的氧化膜 蒸汽管道内壁在运行后所形成的氧化膜主要是由水蒸汽和铁形成的氧化膜，该膜分二层，因此称为双层膜。内层称为原生膜(Topotactishe schicht)， 外层称为延伸膜(Epitaktishe schich

21、t)，是由于铁离子向外扩散，水中的氧离子向里扩散而形成的。内层的原生膜是水中的氧离子对铁直接氧化的结果。 氧化皮的剥离氧化皮的剥离 在蒸汽中钢表面生成氧化膜的速度先快后慢。但在某些不利的运行条件下，如超温或温度压力波动条件下，腐蚀速度加快。双层膜先是变为二个双层膜，然后再进一步发展成为多个双层膜的多层氧化层结构，然后便开始会发生剥离。这种多层膜的形态如图2所示。 钢铁在蒸汽中形成的多层氧化物蒸汽调门氧化皮的剥离图片过热器氧化皮的剥离图片1过热器氧化皮的剥离图片2片状氧化皮图片条状氧化皮照片加氧对氧化皮生成速度的影响 锅炉给水加氧处理对T23过热器氧化皮的生成速度没有影响，对T91过热器氧化皮的

22、生成速度稍有抑制作用，对TP347H氧化皮生成速度有明显的抑制作用。加氧对氧化皮剥离的影响 锅炉给水加氧处理后过热器氧化皮中的一部分四氧化三铁转化为三氧化二铁。对于T23、T91管材，加氧后形成的氧化皮更接近于母材的线膨胀系数。因此，加氧后也不会加速氧化皮的剥离。对于TP347H不锈钢，加氧后氧化皮中更多的四氧化三铁转化为三氧化二铁，使得氧化皮的线膨胀系数与母材差异增大，更容易剥离。氧化皮与不同金属线膨胀系数的差异（a） T23 （b） T91 （c）TP347H给水加氧处理注意事项 给水加氧处理，关键是控制加氧后不锈钢氧化皮集中脱落，其中机组启、停机时温度的控制是关键因素。 氧化皮在运行中脱

23、落有利于换热，再生成氧化皮的速度会降低。 凝结水应有除铁设施。防止过热器管氧化层剥离防止过热器管氧化层剥离 采用耐氧化的合金。 改善锅炉的运行工况，减少蒸汽超温，减少机组频繁启停，减少机组的负荷波动。 停机速度非常关键。 采用金属表面的镀铬方法。 采用酸洗的方法去掉氧化皮，表面留下富铬层，再次生成氧化皮的速度明显减慢。过热器清洗技术的研究进展 西安热工研究院有限公司至今已成功完成六台机组过热器的化学清洗。在此基础上，借助于美国化学清洗导则等国外过热器清洗最新研究资料，近年来，热工院承担华能集团的科研项目“过热器化学清洗技术研究”，针对过热器清洗的难点，做了大量深入的研究，在过热器清洗的主要技术

24、难点上均取得了突破。今年在广东台山清洗了1台600WM过热器，效果非常理想。主要技术突破如下：过热器清洗技术关键 提高氧化皮清除能力提高氧化皮清除能力采用催化柠檬酸，对基体上附着的氧化皮和已经脱落的氧化皮也有较强的溶解能力。 防止过热器堵管防止过热器堵管减少清洗残渣（第一道防线）；提高流速清减少清洗残渣（第一道防线）；提高流速清除残渣（第二道防线）；除残渣（第二道防线）；清洗后无损检测清洗后无损检测（第三道防线）。（第三道防线）。化学清洗只清除外层容易脱落的氧化皮，保留与金属基体紧密接触的化学清洗只清除外层容易脱落的氧化皮，保留与金属基体紧密接触的“富铬层富铬层”。 “富铬层富铬层”不仅不脱落

25、，而且可大大减缓氧化皮生产速度，使氧化皮再次发不仅不脱落，而且可大大减缓氧化皮生产速度，使氧化皮再次发生脱落的时间大大延长生脱落的时间大大延长。例如，例如，T91T91新管，表面含铬约新管，表面含铬约9%9%，氧化皮酸洗后，表面，氧化皮酸洗后，表面含铬约含铬约70%70%。T91清洗前清洗前T91清洗后清洗后运行时间运行时间氧化皮厚度氧化皮厚度酸洗前酸洗前酸洗后酸洗后临临界界厚厚度度氧化皮防治方法对比分析化学清洗氧化皮的优点化学清洗氧化化学清洗氧化皮皮根治各级过热器氧化皮根治各级过热器氧化皮可靠性高可靠性高增加过热器管寿命增加过热器管寿命60000h提高锅炉效率明显提高锅炉效率明显降低煤耗降低

26、煤耗减少汽轮机磨损减少汽轮机磨损降低煤耗降低煤耗显著延长氧化皮显著延长氧化皮再次脱落的时间再次脱落的时间台山电厂过热器清洗情况2022-3-16l 2013年年2月在国华台山电厂月在国华台山电厂600MW汽包炉成功应用。汽包炉成功应用。l 清洗范围：分割屏、后屏、末过、水冷壁、省煤器清洗范围：分割屏、后屏、末过、水冷壁、省煤器l 清洗过热器管数量：清洗过热器管数量：1460根根l 清洗时间：清洗时间：2月月2日日2月月16日日l 腐蚀控制腐蚀控制：（：（1）无晶间腐蚀和应力腐蚀）无晶间腐蚀和应力腐蚀 （2）腐蚀速度）腐蚀速度0.14g/(m2h)1.22 g/(m2h)l 火力发电厂锅炉化学清

27、洗导则（火力发电厂锅炉化学清洗导则（DL/T 794-2012）的规）的规定值（平均腐蚀速率小于定值（平均腐蚀速率小于8g/(m2h)氧化皮防治方法对比分析104方法方法优点优点缺点缺点割管清理割管清理每次费用较低每次费用较低几年后，氧化皮生长速度下降。几年后，氧化皮生长速度下降。会会加重汽轮机的固体颗粒冲蚀（加重汽轮机的固体颗粒冲蚀（SPE），），每年的损失可能达到数百万元。每年的损失可能达到数百万元。增大增大临时启动后爆管的风险临时启动后爆管的风险。增加增加了检修成本和检修时间。了检修成本和检修时间。整体换管整体换管（1）几年内可避免氧化皮问题出现。）几年内可避免氧化皮问题出现。费用很高。

28、费用很高。更换后的新管，氧化皮的生长速度很快，更换后的新管，氧化皮的生长速度很快，几年后仍然有发生氧化皮脱落的风险。几年后仍然有发生氧化皮脱落的风险。化学清洗化学清洗（1）几年内可避免氧化皮问题出现。）几年内可避免氧化皮问题出现。（2）费用适中。）费用适中。（2）清洗后，氧化皮生长速度下降。）清洗后，氧化皮生长速度下降。技术技术难度大。如果不掌握各项技术关键，难度大。如果不掌握各项技术关键，会造成局部腐蚀、堵管等问题。会造成局部腐蚀、堵管等问题。2. 蒸汽系统的应力腐蚀与防止蒸汽系统的应力腐蚀与防止应力腐蚀发生的条件：金属材料施加了拉应力有腐蚀介质敏感材料应力腐蚀可分为应力腐蚀破裂和应力腐蚀疲

29、劳。 应力腐蚀破裂应力腐蚀破裂 应力腐蚀破裂，材料受到较大的拉应力。含有氯化物、硫化物的水进入系统。拉应力的主要来源有：金属部件在制造安装过程中产生的残余应力；设备在运行过程中产生的工作应力；温度变化时产生的热应力。应力腐蚀破裂常发生在高参数锅炉的过热器和再热器等奥氏体不锈钢部件上。锅炉整体水压试验应采用除盐水 按照电力基本建设热力设备化学监督导则DL/T 8892004的规定，对于有奥氏体钢的过热器、再热器进行水压试验时, 除盐水中的氯离子含量应小于0.2mg/L。 按照DL/T 5612013（待颁布）的规定，溢出水中氯离子含量应小于0.2mg/L。 陕西渭河电厂因水压试验水质不合格导致过

30、热器报废。过热器管应力腐蚀破裂（工作应力+热应力）应力腐蚀疲劳应力腐蚀疲劳 金属在交变循环的应力（方向变化或周期应力）和腐蚀介质共同作用下产生破裂倾向。通常产生疲劳破坏的应力低于屈服点，并且是在施加这一应力许多周期之后发生。 应力腐蚀疲劳应力腐蚀疲劳常发生的部位 热力设备应力腐蚀疲劳常发生的部位有：在锅炉的集汽联箱，即联箱的排水孔处；汽包和管道结合处；汽水混合物时快、时慢的流过的管道；频繁启、停的锅炉，在停用时氧含量高发生点腐蚀，这些点坑在交变应力的作用下形成疲劳源。 二、二、 过热器的积盐与防止过热器的积盐与防止蒸汽中的杂质来源有三部分组成，即机械携带、溶解携带和减温水携带组成。机械携带是指

31、蒸汽带水，与汽包的汽水分离效果有关；溶解携带是指蒸汽溶解杂质的能力，与炉水水质和锅炉的运行压力有关；减温水携带与给水水质有关。 锅炉热化学试验防止积盐对锅炉进行热化学试验，可以确定不影响蒸汽品质的汽包压力、汽包水位、水位的波动速度、最高负荷以及负荷的变化速率以及炉水含盐量等指标，并纳入到锅炉运行规程中。按此规程运行就能避免过热器积盐。 第三章第三章 热力设备在停备用期间热力设备在停备用期间的腐蚀与防止的腐蚀与防止 第一节第一节 停用腐蚀停用腐蚀 锅炉、加热器等热力设备在停运期间，锅炉、加热器等热力设备在停运期间，如果不采取有效措施，水、汽侧的金属如果不采取有效措施，水、汽侧的金属表面会发生严重

32、的腐蚀表面会发生严重的腐蚀 ，这种腐蚀称之，这种腐蚀称之为停用腐蚀，其本质属于氧腐蚀为停用腐蚀，其本质属于氧腐蚀。 发生停用腐蚀的原因发生停用腐蚀的原因 水、汽系统内部有氧气。设备停用时，空气进入内部。金属的表面有积水或非常潮湿。因为设备停用时内部有未排尽的水或蒸汽凝结的水。空气中氧和二氧化碳溶解在潮湿的金属表面上，产生腐蚀。 停用腐蚀与运行腐蚀的不同点 与运行工况相比，停用期间发生的氧腐蚀有以下特点：因为温度低，所以腐蚀产物是疏松的，附着力小，易被水带走，腐蚀产物的表层常常为黄褐色。由于氧的浓度高，并可以扩散到系统的各个部位，所以停运腐蚀的部位与运行锅炉发生的氧腐蚀有显著的差别。 停用腐蚀与

33、运行腐蚀的不同点过热器。锅炉运行时不会发生氧腐蚀，而停用时，在立式过热器的弯头处常常发生严重的氧腐蚀。再热器。与过热器相同，运行时不会发生氧腐蚀，而停用时，在积水处常常发生严重的氧腐蚀。省煤器。运行时基本不会发生氧腐蚀，而停用时，在积水处常常发生的氧腐蚀。锅炉本体。运行时基本不会发生氧腐蚀，而停用时，在汽包有积水的地方常常发生的氧腐蚀。 停用腐蚀的影响因素 是否发生停用腐蚀与湿度、金属表面液膜的成分、温度等因素有关。一般相对湿度超过70%以上会快速腐蚀，低于50%基本不腐蚀，低于20%就能避免腐蚀。金属表面液膜中含有氯化物、硫酸盐等或表面有沉积物都会加剧腐蚀。气温越高，腐蚀越严重，如夏天比冬天

34、严重，南方比北方严重。 停用腐蚀的危害 火力发电厂热力设备常因停备用而遭腐蚀损坏。尽管停用时间比运行时间短得多，但腐蚀却比运行严重得多。例如某北方电厂2台500MW直流锅炉机组，水冷壁运行结垢速率只有15g/.a，而停用腐蚀却达到20g/.a以上。停用保护可分为三大类停用保护可分为三大类 第一类是防止空气进入水、汽系统的内部。这类方法包括保持蒸汽压力法，充氮法等； 第二类是降低热力设备内部的湿度。这类方法有烘干法、干风法、热风法、干燥剂法； 第三类是缓蚀剂法。通过加入缓蚀剂使金属的表面生成保护膜，或者除去水中的溶解氧。所加的缓蚀剂有联氨、氨溶液、液相缓蚀剂、气相缓蚀剂。 第二节第二节 停用保护

35、停用保护选用停用保护方法的应考虑以下因素机组参数和类型 停用时间的长短根据机组参数和类型选择 v 对于高参数机组，由于对水质要求严格，加上结构复杂，很难将系统内部的水放净，所以停用时不宜采用干燥剂法或固态碱液法保护。一般宜采用联氨水+氨法或充氮法。v 对于中低压锅炉，因其对水质要求较低，而且水、汽系统简单，可以采用碱液法或干燥法。但对于有立式过热器的汽包锅炉，因过热器底部容易积水，如果不能将过热器的积水吹净或烘干，则不宜采用干燥法。 根据停用时间的长短选择 v对于短期停用的锅炉，采用的保护方法应能满足在短时间启动的要求。例如，对于热备用锅炉，必须考虑能随时投入运行，这样要求所用的方法不能排掉炉

36、水，也不宜改变炉水的成分，以免延误投入时间，一般采用保持蒸汽压力法或给水压力法。v对于长期停运的锅炉，所采用的方法防腐作用要持久，一般可采用干燥法、联氨法、充氮法、热力成膜法。根据现场条件选择选择保护方法时，要根据现场条件选择。包括设备条件：给水水质环境温度药品来源保护方法的经济性二、二、 应用最广泛的干法防腐应用最广泛的干法防腐 热炉放水余热烘干。热炉放水余热、负压烘干。热炉放水、加热烘干。热炉放水、冷风干燥。缓蚀剂法。二、二、 应用最广泛的湿法防腐应用最广泛的湿法防腐 氨水法。锅炉停运后不放水，向锅炉加氨水并使炉水循环均匀，要求炉水的pH 10.5 以上。氨水+联氨法。锅炉停运后不放水，向

37、锅炉加联氨50150mg/L，用氨水将炉水的pH 值调到10.010.5并使炉水循环均匀。保持蒸汽压力法。适用于经常启停、处于热备用的锅炉。此法是停炉后采用间断点火升温的方法保持蒸汽压力为0.981.47 MPa，以防止空气漏入锅内。第四章第四章 热力设备的结垢与防止热力设备的结垢与防止第一节第一节 水垢简介水垢简介第二节第二节 水垢的分类水垢的分类第三节第三节 防止产生水垢的方法防止产生水垢的方法第一节第一节 水垢简介水垢简介某些杂质进入锅炉后，在高温、高压和蒸发、浓缩的作用下，部分杂质会从溶液中析出固体物质并附着在受热面上，这种现象称之为结垢。附着物受热面的称之为水垢和盐垢。不附着在受热面

38、的的析出物（悬浮物或沉积物）称之为水渣。如果排污不及时或排污量不足，有些水渣会随炉水的循环，粘附在受热面上形成二次水垢。第二节第二节 水垢的分类水垢的分类钙镁水垢：钙镁含量较高，大约占90%左右。硅酸盐水垢 ：二氧化硅的含量为4050% 。氧化铁垢：主要成分是铁的氧化物，其颜色大多为灰色或黑色。铜垢：铜的含量达到20%30%。铜垢往往会加速水冷壁管的腐蚀。磷酸铁盐垢：主要化学成分磷酸亚铁钠。会使炉管发生酸性磷酸盐腐蚀。 第三节第三节 防止产生水垢的方法防止产生水垢的方法减少进入给水中杂质的含量减少进入给水中杂质的含量 防止水、汽系统的腐蚀，减少给水铜铁防止水、汽系统的腐蚀，减少给水铜铁含量含量

39、 采取适当的炉内水处理采取适当的炉内水处理第五章第五章 锅炉化学监督锅炉化学监督第一节第一节 目的任务目的任务目的：防止水、汽系统发生腐蚀、结垢和积盐，保证锅炉安全、经济运行。 任务：对水、汽品质，对设备结垢、腐蚀、积盐程度，对设备投运前金属表面的清洁程度以及停用时的防腐等进行全面地监督和指导。 第二节第二节 建设和调试运行阶段建设和调试运行阶段的化学监督的化学监督v建设和试运行阶段的化学工作包括，锅炉设备进入安装现场前后，化学水处理系统的调整试运行、锅炉设备安装期间至水压试验、锅炉化学清洗、机组启动前的吹洗、启动过程中水、汽取样分析，在线监测系统调试等。 第三节第三节 运行期间的化学监督运行

40、期间的化学监督锅炉的水、汽品质应按下列规定控制火力发电厂机组及蒸汽动力设备水、汽质量标准（GB/T 12145-2008）火电厂汽水化学导则DL/T 805。 一、一、 锅炉给水水质标准锅炉给水水质标准硬度。防止在锅炉生成钙、镁水垢。给水的硬度应接近于0mol/L。溶解氧。防止给水系统发生氧腐蚀，通常规定省煤器入口的溶解氧小于7g/L。铁和铜。防止给水系统腐蚀和防止腐蚀产物被带入锅炉而产生铁垢和铜垢。pH 值。防止水、汽系统发生腐蚀。规定有铜系统pH = 8.89.3，无铜系统pH = 9.09.6。锅炉给水水质标准（续）锅炉给水水质标准（续）氢电导率： 衡量给水含盐量的综合指标。具有检测方便

41、、准确等优点。通常氢电导率至少在0.2S/cm以下。联氨。作为热力除氧后的辅助除氧。运行时应控制过剩的联氨浓度为1050g/L。对于无铜的机组也可以不加联氨。油。如果给水中含有油，进入锅炉后会受热分解成导热系数很小的附着物粘在水冷壁管上，影响传热。现在此指标改为TOC。二、二、 汽包锅炉汽包锅炉炉水水质标准炉水水质标准磷酸根含量。通常0.3 1.0mg/L含硅量。通常小于100g/L电导率。通常小于10S/cmpH值。9.0 9.7三、三、 蒸汽质量标准蒸汽质量标准含钠量：最高10g/L。通常不大于2g/L。含硅量：最高20g/L。通常不大于10g/L。氢电导率：最高0.3S/cm。通常不大于

42、0.15S/cm。 第四节第四节 大修期间的化学监督大修期间的化学监督 热力设备大修期间的腐蚀检查，是衡量化学监督工作质量、判断化学监督效果的主要手段。在设备检修前，锅监工程师应与有关部门一起按锅炉化学监督的有关规定提出检查计划和检查项目。 检查的方法、评判标准见火力发电厂机组大修化学检查导则DL/T 11152009 大修期间的化学监督大修期间的化学监督 对汽包的检查 对水冷壁管的检查 对水冷壁下联箱的检查 对过热器、再热器的检查 对省煤器割管检查 对除氧器检查 一、对汽包的检查一、对汽包的检查 汽包内壁：颜色、水渣和沉积物的分布。 下降管：附近水渣的集结程度、厚度、颜色及分布。 给水装置：检查出水孔有无水渣、结垢和腐蚀。 百叶窗：铁锈、颜色和盐类的附着情况。 蒸汽孔板：铁锈、颜色和盐类的附着情况。 导汽管口：铁锈、颜色和盐类的附着情况。 旋风分离器：有无倾斜、倾倒。 连续排污管：管孔的污堵情况和外表面的锈蚀。 加药管：裂纹、断裂，管孔的污堵情况。 上升管：检查有无 集结水渣、腐蚀坑等。二、对水冷壁管的检查二、对水冷壁管的检查割管根数不应少于2根（其中一根为监视管），每根长度气割不应少于1米。割管部位应按以下原则进行选择1.若已发生锅炉爆管，应在爆管附近。2.经外观检查，有变色、胀粗、鼓包部位。3.用侧厚仪发现有明显减薄的部位。4.热负荷最高